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线性ntc温度传感器的作业原理及使用

线性ntc温度传感器的工作原理及应用-线性ntc温度传感器的主要特点就是工作温度范围内温度-电压关系为一直线,这二次开发测温、控温电路设计,将无须线性化处理,就可以完成测温或控温电路设计,简化仪表设计和调试。

线性温度传感器是线性化输出负温度系数(简称ntc)热敏元件,它实践上是一种线性温度-电压转化元件,便是说通以作业电流(100ua)条件下,元件电压值随温度呈线性改变,完结了非电量到电量线性转化。

线性ntc温度传感器的首要特点便是作业温度规模内温度-电压关系为一直线,这二次开发测温、控温电路规划,将无须线性化处理,就能够完结测温或控温电路规划,简化外表规划和调试。

延长线选用应遵从的原则:

一般-200~+20℃、-50~+100℃宜选用一般双胶线;100~200℃规模内应选用高温线。

线性ntc温度传感器的作业原理及运用

基准电压的意义:

基准电压是指传感器置于0℃温场(冰水混合物),通以作业电流(100μa)条件下,传感器上电压值。实践上便是0点电压。其表明符号为v(0),该值出厂时标定,传感器温度系数s相同,则知道基准电压值v(0),即可求知任何温度点上传感器电压值,而不必对传感器进行分度。其核算公式为:

v(t)=v(0)+s×t

示例:如基准电压v(0)=700mv;温度系数s=-2mv/℃,则50℃时,传感器输出电压v(50)=700—2×50=600(mv)。这一点正是线性温度传感器优于其它温度传感器可贵之处。

线性ntc温度传感器测温规模规则:

就总而言,测温规模可-200~+200℃之间,但考虑实践需要,一般无须如此宽温度规模,规则三个不同区段,以习惯不同封装规划,一起延长线选用上亦有所不同。而温度补偿专用线性热敏元件,则只设定作业温度规模为-40℃~+80℃。彻底能够满意一般电路温度补偿之用。

温度系数s的意义:

温度系数s是指规则作业条件下,传感器输出电压值改变与温度改变比值,即温度每改变1℃传感器输出电压改变之值: s=△v/△t(mv/℃)。

温度系数是线性温度传感器做为温度丈量元件物理根底,其效果与热敏电阻b值类似,这个参数整个作业温度规模内是同一值,即-2mv/℃,各种类型传感器也是同一值,这一点传统热敏电阻温度传感器是无与伦比。

交换精度这一参数的意义:

交换精度是指同一作业条件下(同一作业电流、同一温场)同一个确认抱负拟合直线,每一只传感器电压v(t)—温度t曲线与该直线最大误差,这个误差一般按传感器温度—电压转化系数s折组成温度来表明。传感器输出线性化及温度—电压转化系数相同,即测温规模内全程交换,交换精度表明了基准电压值离散程度,即用基准电压值离散值折组成温度值巨细来描绘整批传感器之间交换程度。一般分为三级:i级交换误差不大于0.3℃;j级不大于0.5℃;k级不大于1.0℃。

线性度的意义:

线性度是描绘传感器输出电压值随温度改变线性程度,实践上也便是传感器输出电压作业温度规模内相抱负拟合直线最大误差。一般状况下,其线性度典型值为±0.5%,很显然传感器线性度越高(其值越小),外表规划就越简略,外表输入级彻底不必选用线性化处理。

线性温度传感器是规范化输出的原因:

所谓规范化输出,便是0℃温度点上传感器规则作业条件下,输出电压值仅限于某一小规模内,不交换,其基准电压值仅限制690-710mv之间,这样电路规划时,易于微观上掌握传感器输出状况,桥路规划温度补偿,690-710mv之间考虑,调试中稍加调整即可。而不象一般热敏电阻类型不同,其阻值同,针对不同类型,需进行不同规划核算。线性温度传感器规范化输出,能够使外表电路完结规范化规划。

实践运用温度传感器是否一定要选用恒流源供电剖析:

一般状况下是不必要,桥路恒压供电彻底能够(拜见16项传感器信号处理电路)。这是100μa左右电流条件下,传感器温度—电压转化系数改变量很小,能够给一个实测数量级概念:

100μa时 s=-2mv/℃

40μa 时 s=-2.1mv/℃

1000μa时s=-1.9mv/℃

而实践桥路恒压供电时,其电流改变不会有如此大幅度。

恒压供电时,传感器负载电阻值确认原则:

恒压供电时,负载电阻接电源与传感器正极之间,信号从传感器正极与负极之间输出,规划电阻值r时,以0c时使传感器作业电流为100μa即可。如传感器基准电压为v(0)(mv),恒压源为vdd(mv),则r=(vdd-v(0))(mv)/0.1(ma)。核算出电阻值r,实践电阻没有这种阻值,可就近阻值选用,对测温精度没有影响。

线性温度补偿元件做为电路温度补偿的优越性:

这首要考虑热敏元件输出规范化及温度系数一致性,便于规划。别的,温度系数与晶体管电路中晶体管基、射极电压温度系数相同,做为安稳晶体管电路作业点基极偏流元件是十分适宜。而将几只元件串联运用,能够并联电位器方法,电位器调理出不同温度系数,以完结精确温度补偿效果(拜见图3)。这种温度系数可调补偿元件,无须冗杂规划,对元件作业电流也无严格要求,这也是这种线性热敏元件用于温度补偿一大长处。

民等第与工业级运用中的差异:

主交换精度不同,单台外表进行大批量群测运用场合,且测验精度要求较高工业环境,主张运用工业级;而一台表仅用一支传感器批量大可靠性要求很高民用产品,主张运用民等第。

传感器信号处理电路:

注:该桥路是r2将传感器基准电压值v(0)予以抵消,即调整r2上电压等于传感器基准电压值,这样使桥路输出0c时为0v,然后按-2mv/c输出到放大器或下一级电路。做为控温电路规划,则r2上电压输出到比较器同相端,传感器输出接入比较器反相端,r2选取依控温点电压而定,可用公式核算v(t)=v(0)+s×t到,其间 v(0)是传感器基准电压值(出厂时给定),s为传感器电压温度系数(出厂时给定),t 为控温点温度值。主张r2选用多圈电位器,对控温点进行更精确设定。

线性ntc温度传感器是否可替代热敏电阻、热电偶、及其它热电阻剖析:

-200~+200c温度规模内彻底能够替代,不须对原电路做严重改动,不必对传感器做线性化处理,基准电压值和电压温度系数这两个参数就能够规划电路,这两个参数出厂时厂家给予标定,对同一用户,不同批次产品该参数不变。

安稳性的意义:

安稳性是指传感器基准电压值年漂移量,这个漂移量再按温度—电压转化系数折组成温度值,即安稳性=±△v/s/年。线性温度传感器安稳性为±0.05℃/年。这一参数描绘了传感器各种运用条件下坚持原有特性才能。

长线传输对传感器信号是否有影响剖析:

应当说影响不大,一般状况下传输间隔可达1000米以上。间隔再远,能够考虑将传感器输出信号当转化成数字量,这样能够便利完结更远间隔传输。

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